1.4 保温和散热（教学课件）科学人教鄂教版五年级上册

4.保温和散热 五年级上册第一单元 人教鄂教版 1 目录 1 情境与问题 2 探究与发现 3 研讨与拓展 4 回顾与练习 5 总结与评价 科学观念：理解保温和散热的原理，明晰热的不良导体用于保温、热的良导体用于散热的科学逻辑，构建热传递控制的观念，认识保温和散热在生活、生产中的广泛应用，理解科学知识与实际需求的关联，形成合理利用热传递规律的观念。 科学思维：通过观察保温和散热材料、设计实验对比，从现象推导保温与散热的原理，运用保温和散热知识解决实际问题，提升知识迁移和创新思维能力。 探究实践：经历“发现问题 - 猜想假设 - 实验验证 - 得出结论”的探究过程，掌握科学探究的基本方法，提升实践操作能力，学会基于证据进行科学论证。 态度责任：客观分析保温和散热现象，认识保温和散热知识对生活、环境、科技发展的重要性，增强合理利用资源、关注科学应用的社会责任感。 核心素养 1.情境与问题 学习任务 聚焦 在生产、生活中，有时需要保温，有时需要散热。 说一说，在什么情况下需要保温？什么情况下需要散热？ 2.探索与发现 学习任务 探索一：探究保温的原理与方法 这些保温物品有什么特点？为什么能保温？ 探索 探索 火焰周围都能感受到热 特点：外层多为防水耐磨的塑料或布料，内层夹有珍珠棉、铝箔等材料，结构轻便且密封性较好。 原理：外卖保温袋通过铝箔反射热量、珍珠棉阻隔空气流动，延长食物保温时间。 探索 火焰周围都能感受到热 特点：通常由双层不锈钢制成，中间抽成真空，内壁光滑且常有镜面反射层，盖子密封性极强。 原理：密封结构（如保温杯的双层真空设计、保温箱的紧密盖子）能减少空气或液体的流动，阻止热量随气流或水流流失。 探索 特点：纤维柔软、蓬松，能储存大量空气，且来源广泛、成本低。 示例：农村冬季用棉被覆盖蔬菜大棚，利用棉花的多孔结构阻挡冷空气进入，保持棚内温度。 分组讨论 ：如何使一瓶热水温度保持更持久？ 探索 思考： ①还需要哪些材料？ ②该如何测量？ ③需要记录哪些数据？ ④如何分工有效合作？ 控制变量法 相同初始条件、相同容器、相同包裹厚度及方式、相同环境条件 探索 时间（分钟） 初始 2 4 6 8 10 无包裹水温（℃） 方案1 方案2 方案3 小组按照设计方案，用不同材料包裹热水瓶，插入温度计 记录不同时间水温变化，填写记录表 探索 交流讨论：根据实验数据，研讨 “哪种材料保温效果好？为什么？” 保温效果的核心取决于材料阻碍热传导和抑制空气对流的能力。羽毛和棉花因蓬松的纤维结构储存大量空气，且能减少空气流动，保温效果最佳；泡沫依靠封闭气泡保温，性能次之；锡箔纸仅能反射热辐射，无法解决热传导和对流问题，单独使用时保温效果最差。 实际应用中，常将多种材料结合，兼顾反射辐射和阻隔传导，提升保温效率。 分组讨论 ：使冰块融化得慢一些有哪些方法？与保温方法一样吗？ 探索 使冰块融化变慢的方法与保温方法核心原理相同（阻碍热传递），但热量传递方向相反（保冷是阻外热入内，保温是阻内热出外）。 探索 无论是双层玻璃还是保温层，它们都是通过阻碍热传导，减少物体与外界的热量交换，从而实现保温效果。 生活中还有哪些地方用到了保温？ 探索二：探究散热的原理与方法 怎样让一杯热水快速散热？ 探索 探索 在生活中，我们还见过哪些散热方法？这些方法为什么能帮助散热？ 探索三：电子产品的散热 你知道哪些电子产品，人们都用了哪些方法给电子产品散热？ 探索 探索三：电子产品的散热 探索 研讨 3.研讨与拓展 学习任务 研讨一： 研讨 生活中还有哪些保温和散热的应用？ 背后原理是什么？ 双层玻璃窗保温（减少热传导 ）、电脑散热风扇（加快热对流 ）、汽车发动机散热片（增大散热面积 ）等。 探索 研讨二： 辩证思考，保温和散热方法能互换吗？为什么？ 冬天用金属杯装热水不利于保温，夏天用保温材料包电脑不利于散热 ），不同需求下对热传递的控制不同。 4.回顾与学习 学习任务 回顾 1.保温原理与方法： （1）利用棉花、羽绒、塑料等热的不良导体减慢热传递速度； （2）通过双层结构、填充隔热材料等减少热传导、热对流、热辐射实现保温。 2.散热原理与方法：利用热的良导体加快热传递，通过加快空气流动（热对流 ）、增大散热面积、促进热辐射等方式实现散热。 3.生活应用：保温应用于保温杯、房屋保温层、冬衣等； 散热应用于电脑散热、汽车发动机散热、电器散热片等。 一、选择题。 练习 1.要让热水快速散热，最有效的方法是（ ） A. 用棉花包裹 B. 倒入广口金属盆并用风扇吹 C. 放入保温箱 D. 盖紧盖子 2.冬天穿棉衣保暖，利用了棉衣（ ）的特点 A. 热的良导体 B. 透气性好 C. 热的不良导体，内部空气不流动减慢热传递 D. 颜色深吸收热量多 3.电脑主机里的散热风扇，主要利用（ ）加快散热 A. 热传导 B. 热对流 C. 热辐射 D. 以上都有 4.关于保温和散热，说法正确的是（ ） A. 保温就是完全阻止热传递 B. 散热只能依靠热的良导体 C. 生活中要根据需求选择保温或散热方法 D. 热的不良导体不能用于散热 B C B C 二、填空题。 练习 1.妈妈用保温杯装豆浆，因为保温杯的材料是_____________，能减慢热传递，实现___________ 。 2.夏天给汽车发动机装散热片，是利用散热片___________ 的特点，_____________散热面积，加快热量散发 。 3.冬天房屋的墙壁有保温层，保温层材料是_____________，能减少室内热量通过_________传递到室外 。 4.保温和散热的原理都与_________有关，保温是_________热传递，散热是_______热传递 （填 “加快” 或 “减慢” ）。 下沉 热的不良导体 热的良导体 热的不良导体 增大 减慢 热传递 保温 热传导 加快 三、综合题。 练习 1.小明用三种材料包裹热水瓶，记录水温变化如下： 时间（分钟 ） 0 10 20 30 材料 A（棉花 ） 80 75 70 65 材料 B（锡箔纸 ） 80 78 76 74 无材料 80 60 50 40 （1）分析哪种材料保温效果最好，说明理由 。 材料 A（棉花 ）保温效果最好。相同时间内，棉花包裹的热水温度下降最慢，说明减慢热传递效果好 。 材料 A（棉花 ）是热的不良导体，导热慢，利于保温；材料 B（锡箔纸 ）导热性能比棉花好（但比金属等差 ），是相对不良的导体，但保温效果不如棉花，因为锡箔纸会反射热辐射，但热传导比棉花快 。 三、综合题。 练习 1.小明用三种材料包裹热水瓶，记录水温变化如下： 时间（分钟 ） 0 10 20 30 材料 A（棉花 ） 80 75 70 65 材料 B（锡箔纸 ） 80 78 76 74 无材料 80 60 50 40 （2）推测材料 A 和 B 的导热性能，判断是热的良导体还是不良导体 。 材料 A（棉花 ）是热的不良导体，导热慢，利于保温；材料 B（锡箔纸 ）导热性能比棉花好（但比金属等差 ），是相对不良的导体，但保温效果不如棉花，因为锡箔纸会反射热辐射，但热传导比棉花快 。 练习 2.知识拓展题。 查阅资料，了解 “航天设备的保温与散热技术”（如航天器的隔热层、散热系统 ），写一段 100 字左右的介绍，包含： （1）面临的温度挑战（太空极端温差 ） 。 （2）采用的保温或散热方法 。 示例： 航天设备面临太空极端温差（向阳面超 100℃，背阳面 - 100℃以下 ）。通过多层隔热材料（如反射层、隔热毡 ）保温，阻止热量过快传递；利用散热片、辐射散热器等，将设备产生的热量以热辐射方式散发到太空中，实现温度控制 。 5.总结与评价 学习任务 总结 保温 与散热 保温 ①原理：利用热的不良导体，减慢热传递（热传导、热对流、热辐射） ②方法：双层结构、填充隔热材料（棉花、羽绒 ）、减少空气流动。 散热 ①原理：利用热的良导体、加快热传递（热对流、热辐射） ②方法：增大散热面积、加快空气流动（风扇 ）、使用热的良导体（金属 ） 保温 （保温杯、冬衣、房屋保温层 ） 生活应用 散热 （电脑风扇、汽车散热片、电器散热 ） 科学态度 合作学习 评价 探究实践 作业 选做： 1. “家庭保温大搜查”：开展 “家庭保温物品大搜查”，找出 3 种以上保温物品（如保温壶、焖烧杯、冰箱保温层 ），用表格记录。 2. 发挥创意，设计一个 “智能控制保温或散热” 的装置。 描述：画出设计草图，标注用到的材料（热的良导体 / 不良导体 ）、工作原理 （何时保温、何时散热 ）。 讲解：说明 “如何利用科学知识解决实际温度控制问题”。 物品名称 保温材料 保温原理（减慢哪种热传递 ） 感谢您的聆听 THANKS 人教鄂教版 35 $$